ES2273125T3 - Un dispositivo de seguridad para vehiculo. - Google Patents

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ES2273125T3 ES04012994T ES04012994T ES2273125T3 ES 2273125 T3 ES2273125 T3 ES 2273125T3 ES 04012994 T ES04012994 T ES 04012994T ES 04012994 T ES04012994 T ES 04012994T ES 2273125 T3 ES2273125 T3 ES 2273125T3
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Abstract

Sistema de seguridad para vehículos con un volante de dirección de vehículo (10) que presenta una corona de volante de dirección (12), y con al menos un sensor capacitivo (14) que registra las modificaciones de un campo eléctrico o electromagnético (16), donde el sensor (14) se dispone en la corona del volante de dirección (12) ó sobre ésta, caracterizado porque el sensor (14) incluye una alfombrilla flexible con cables eléctricos (34) alojados en ella y extendidos en sentido longitudinal.

Description

Un dispositivo de seguridad para vehículo.
La invención se refiere a un sistema de cinturón de seguridad con un volante de dirección de vehículo según el preámbulo de la reivindicación 1.
Los modernos sistemas de seguridad de los vehículos incluyen, desde hace tiempo, datos cada vez más actualizados acerca de la presencia y la posición de los pasajeros del vehículo. Entre ellos figura, por ejemplo, que un airbag solamente se despliega cuando el asiento correspondiente está ocupado, o también que el airbag no se dispara cuando en el asiento del copiloto está montado un asiento de niño. Un parámetro importante es también la distancia del pasajero del vehículo respecto del módulo de airbag, que condiciona la decisión de que se produzca o no el inflado del airbag en caso de un accidente y, en caso afirmativo, de que la fuerza sea mayor o menor. Otra aplicación que adquiere cada vez mayor importancia es la supervisión de la capacidad de conducción del conductor. En aplicaciones imaginables en el futuro el vehículo se podría, por ejemplo, detener automáticamente, o bien se podría dar el aviso a un médico de urgencias, si se constata una incapacidad para seguir conduciendo.
Los mecanismos sensores para la recepción de los datos necesarios deberían ser, por supuesto, lo más fiables posible, insensibles a las interferencias y al mismo tiempo de fabricación y montaje económicos.
En este sentido se dispone de sensores capacitivos que, dicho de forma muy general, detectan la modificación de un campo eléctrico o electromagnético, provocada por la persona a la que se registra. Con sensores de este tipo se puede diferenciar, en su caso, los objetos de las personas.
En principio, los sensores capacitivos y su aplicación en sistemas de seguridad de vehículos se describen, por ejemplo, en la patente US-B-6.254.127. En este documento está previsto un sensor capacitivo en la tapa de cubierta de un módulo de airbag dispuesto en el volante de dirección.
La patente US 5.722.686 A, que muestra las características del preámbulo de la reivindicación 1, describe la utilización de sensores capacitivos configurados a partir de hojas de plástico conductoras capaces de determinar la posición del pasajero de un vehículo mediante modificación de la capacidad. Uno de los electrodos está colocado en la tapa de cubierta de un módulo de airbag, mientras que un segundo electrodo se ubica en la corona del volante de dirección.
Los sensores capacitivos se utilizan también para determinar la posición de las manos en el volante de dirección, como se describe en la patente DE 100 27 922 A. Varios sensores distribuidos por la corona del volante de dirección permiten un análisis exacto del número y de la posición de los dedos con los que se agarra la corona del volante de dirección, para advertir, en su caso, al conductor de una situación de peligro o para transmitir los datos a un registrador de accidentes.
La invención propone una mejora de un sistema de seguridad del vehículo anteriormente mencionado. Ésta consiste en prever las características de la reivindicación 1 en un sistema de seguridad para vehículos de este tipo. El sensor incluye una alfombrilla flexible con cables eléctricos alojados en ella y extendidos en sentido longitudinal. Preferiblemente el sensor incluye una alfombrilla de vellón. En dicha alfombrilla se pueden entrelazar, por ejemplo, alambres. Así pues, la estructura puede ser análoga a la de una alfombrilla calefactora de tecnología conocida. Un sensor de este tipo es tan flexible que se puede adaptar sin problemas al contorno de la corona del volante de dirección. Se puede también cortar en cualquier tamaño y forma para su colocación en la corona del volante de dirección. Otro factor relevante es el coste extremadamente económico de construcción de un sensor de este tipo.
Además de la ventaja evidente de que el sensor pueda estar en todo momento en contacto con el volante de dirección, esta disposición ofrece otras ventajas. Por una parte se puede registrar directamente el agarre del conductor en el volante de dirección, de modo que se dispone siempre de una información acerca de cuántas manos tiene el conductor sobre el volante de dirección. Dado que los sensores capacitivos pueden registrar su objetivo no sólo en la zona de proximidad directa sino también, perfectamente, hasta una distancia superior a medio metro, se puede registrar, en su caso, incluso la distancia del conductor respecto del volante. Por otra parte, cabe la posibilidad de integrar los sensores capacitivos en la corona del volante de dirección de una forma sencilla y económica, sin que sean percibidos por el conductor. La posición del sensor en la tapa según la patente US-B-6.254.127 es tanto más desfavorable por cuanto que la tapa es un componente que normalmente se destruye durante el despliegue del airbag, de modo que la fijación y el cableado del sensor resultan costosos. Por otra parte, con una disposición similar del sensor sólo se puede efectuar una medición de distancia pura.
Evidentemente, con la invención se puede comprobar también la posición de las manos en la corona del volante de dirección.
Cabe pensar también en utilizar la información acerca de la posición de las manos del conductor en el volante de dirección, por ejemplo, para controlar una función de piloto automático, por ejemplo mediante un sistema de GPS que asuma automáticamente el control sobre el vehículo tan pronto como el conductor suelte el volante de dirección o toque con la cabeza o con el tronco el volante de dirección. La función de piloto automático se podría además configurar de modo que se desconecte de nuevo tan pronto como las manos se vuelvan a situar en el volante de dirección.
Cabe pensar también en almacenar la información relativa a la posición de agarre, o a la falta de sujeción del volante de dirección, en una especie de "caja negra", análoga a la unidad registradora utilizada en los aviones, para facilitar la evaluación de eventuales causas de accidentes. Así se podría comprobar ulteriormente, por ejemplo, que el conductor había conducido sólo con una mano, o incluso que no tenía ninguna mano sobre el volante de dirección.
Preferiblemente se disponen varios sensores en el volante de dirección o sobre éste, con lo que se facilita, por ejemplo, la detección de las manos en el volante de dirección y/o una medición más precisa de la distancia, por ejemplo, del tronco o de la cabeza del conductor o el reconocimiento de la posición de
éstos.
Se pueden disponer varios sensores en la corona del volante de dirección o sobre ella en la dirección circunferencial, visto en una sección en dirección radial. Los sensores se pueden disponer también en la corona del volante de dirección o sobre ella, como alternativa o adicionalmente, en grupos, en la dirección circunferencial visto en una sección en perpendicular al eje de giro del volante de dirección.
La geometría de la corona del volante de dirección permite múltiples disposiciones de los sensores, de modo que resulta fácil diseñar la configuración óptima para cada finalidad de uso.
Preferiblemente el sensor se dispone por debajo de una funda que limita la corona del volante de dirección hacia fuera, y que forma la capa exterior de la corona del volante de dirección. Los sensores capacitivos no necesitan una conexión visual directa con el objeto que detectan, de modo que una funda de espuma o de cuero dispuesta por encima del sensor o de los sensores no perturba el registro de los datos. De este modo los sensores se pueden esconder tanto a la vista como al tacto, de modo que no perturban la imagen exterior del volante de dirección. En este contexto se puede utilizar, para interactuar con un sensor capacitivo, cualquier tipo apropiado de funda, por ejemplo un recubrimiento de espuma, cuero, plástico reforzado con fibra de vidrio o bien de madera.
En una forma de realización preferida de la invención el sensor se dispone por encima de una funda que rodea el esqueleto del volante de dirección, por ejemplo, un recubrimiento por extrusión o por espumaje. Así pues, el sensor se encuentra preferiblemente entre la funda del esqueleto del volante de dirección y la funda de la corona del volante de dirección que limita la corona del volante de dirección hacia fuera. De este modo el sensor o los sensores se disponen inmediatamente por debajo de la superficie de la corona del volante de dirección, pero protegidos por la funda exterior.
El sensor podría estar formado asimismo por al menos una sección de un dispositivo calefactor del volante de dirección.
Con ayuda de los sensores capacitivos dispuestos en la corona del volante de dirección se puede poner en práctica un sistema de seguridad del vehículo en el cual están previstos un sistema de airbag y una unidad de control, donde el sistema de airbag se controla en función de los datos registrados por el sensor a través de la unidad de control, para decidir, por ejemplo, la intensidad con que el sistema de airbag debe responder en caso de un accidente. Asimismo se puede poner en práctica un sistema que registre el número y la posición de las manos del conductor en el volante de dirección.
Con ayuda de los datos registrados por el sensor se puede registrar la posición de un pasajero del vehículo.
Otras características y ventajas de la invención se deducen a partir de la siguiente descripción de un ejemplo de realización, en combinación con los dibujos anexos. Éstos muestran:
- Figura 1 una vista esquemática de un sistema de seguridad para vehículos conforme a la invención;
- Figura 2 una vista en planta esquemática de un volante de dirección de un sistema de seguridad para vehículos conforme a la invención;
- Figura 3 una vista en sección a lo largo de la línea III-III en la figura 2; y
- Figura 4 una representación esquemática de un sensor conforme a la invención.
La figura 1 muestra un sistema de seguridad para vehículos con un volante de dirección 10, en el cual está alojado un módulo de airbag conocido como parte de un sistema de airbag conocido 11 que no se trata en mayor detalle.
En la corona del volante de dirección 12 se disponen los sensores capacitivos 14 que están representados con más detalle en las figuras 2 a 4. Los sensores capacitivos 14 son parte de un dispositivo sensible que detecta las modificaciones de un campo eléctrico o electromagnético 16. Los sensores 14 transmiten sus datos a una unidad de control 18, que forma el dispositivo sensible junto con los sensores 14. La unidad de control 18 evalúa las señales de los sensores, comprobando así las modificaciones del campo 16. La unidad de control 18 puede influir asimismo sobre la producción del campo eléctrico o electromagnético 16. El campo 16 puede estar producido por los propios sensores 14 o bien por fuentes en sí conocidas y no representadas.
Con la evaluación de los datos transmitidos por los sensores 14 se registra el hecho de que el pasajero del vehículo, en este caso el conductor 20, retenga o no el volante de dirección 10, y la forma en que lo hace. En este sentido se comprueba con cuántas manos 24 el conductor 20 sujeta el volante de dirección 10, y en qué posiciones se encuentran las manos 24 en la corona del volante de dirección 12.
Eventualmente se podría registrar también la posición de su cabeza 22 y tronco 23 y la distancia de las partes del cuerpo correspondientes respecto del volante de dirección 10. Además se puede comprobar si el cuerpo del conductor 20 se apoya sobre el volante de dirección 10.
Sobre la base de estos datos, en el caso de un accidente, la unidad de control 18 podrá decidir si se tiene que desplegar el airbag alojado en el módulo de airbag y, en caso afirmativo, en qué volumen.
En colaboración con los datos de otros sistemas (por ejemplo, un sensor pre-impacto) se pueden constatar situaciones de peligro y, en su caso, adoptar las medidas necesarias. Esto puede consistir, por ejemplo, en una señal de alarma para el conductor 20.
En las figuras 2 y 3 se representa en mayor detalle la disposición de los sensores capacitivos 14 en la corona del volante de dirección 12.
Como se puede observar en la figura 3, los sensores 14 están dispuestos entre una primera funda 28, que rodea el esqueleto 26 del volante de dirección 10, y una segunda funda 30, que limita hacia fuera el volante de dirección 10 6 la corona del volante de dirección 12. La primera funda 28 es, por ejemplo, un recubrimiento de espuma de poliuretano del esqueleto 26, mientras que la segunda funda 30 es una capa de espuma flexible o una funda de cuero o de madera.
En la dirección del perímetro U_{K} representada en la figura 3, que describe el perímetro de la corona del volante de dirección 12 en una sección radial, están previstos varios sensores 14, separados entre sí a lo largo del perímetro U_{K}. En este caso se trata de cuatro sensores 14, si bien el especialista puede variar el número y la disposición en función de los requisitos de cada caso.
También en una dirección del perímetro U_{R}, que se muestra en la figura 2 y discurre en perpendicular al eje de giro R del volante de dirección, están previstos varios sensores 14. El número y la disposición de los sensores 14 pueden variar aquí también.
No obstante, la disposición se debería elegir de tal modo que se pueda comprobar si la corona del volante de dirección no es agarrada por ninguna mano o lo está con una o con las dos manos 24, y si las manos 24 se encuentran en la posición de agarre normal, esto es, a derecha e izquierda del buje del volante de dirección.
Con la utilización de varios sensores 14 resulta posible un registro selectivo de la posición de las manos 24 del conductor 20 y, en su caso, también de su cabeza 22 y de su tronco 23.
Con el procesamiento de las señales de los sensores 14 en lados opuestos de la corona del volante de dirección 12, en relación con el eje de giro R, se pueden extraer conclusiones sobre, por ejemplo, la posición del tronco 23 ó de la cabeza 22 del conductor 20 en relación con el eje de giro R del volante de dirección 10. Así mismo se podría registrar la distancia de la cabeza 22 ó del tronco 23 del conductor 20 respecto del volante de dirección. En función de ello se deberá seleccionar el alcance de los sensores capacitivos 14.
Los sensores 14 que aquí se muestran están formados principalmente por una alfombrilla de vellón 32 en la que están entrelazados cables eléctricos 34. Esto se muestra en la figura 4 de modo esquemático.
Esta estructura corresponde a la de una alfombrilla calefactora conocida, que se utiliza para calentar el volante de dirección. Consecuentemente resulta posible también configurar como sensores 14 secciones de un dispositivo calefactor de volante de dirección de este tipo, de modo que los cables se utilicen como calefacción y al mismo tiempo como sensores.
Los sensores 14 pueden estar dispuestos de forma sencilla entre la primera y la segunda funda 28, 30, y adaptarse a la geometría de la corona del volante de dirección 12. El conductor no percibe su presencia por efecto de la segunda funda 30.
Evidentemente cabe también la posibilidad de utilizar cualquier otro sensor capacitivo apropiado. Los sensores 14' pueden estar ubicados también directamente en el esqueleto 26 ó por fuera de la segunda funda 30, tal como se muestra en la figura 3.
En el ejemplo que aquí se muestra los sensores 14 producen el campo eléctrico o electromagnético 16.
Con igual resultado el campo 16 podría proceder también de una fuente externa.
Sería posible asimismo disponer sensores 14 en los radios del volante de dirección 10.

Claims (12)

1. Sistema de seguridad para vehículos con un volante de dirección de vehículo (10) que presenta una corona de volante de dirección (12), y con al menos un sensor capacitivo (14) que registra las modificaciones de un campo eléctrico o electromagnético (16), donde el sensor (14) se dispone en la corona del volante de dirección (12) ó sobre ésta, caracterizado porque el sensor (14) incluye una alfombrilla flexible con cables eléctricos (34) alojados en ella y extendidos en sentido longitudinal.
2. Sistema de seguridad para vehículos según la reivindicación 1, caracterizado porque se disponen varios sensores (14) en la corona del volante de dirección (12) ó sobre ésta.
3. Sistema de seguridad para vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en una sección en dirección radial en la dirección del perímetro (U_{K}) se disponen varios sensores (14) en la corona del volante de dirección (12) ó sobre ésta.
4. Sistema de seguridad para vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en una sección perpendicular al eje de giro (R) del volante de dirección, en la dirección del perímetro (U_{R}), se disponen varios sensores (14) en la corona del volante de dirección (12) ó sobre ésta.
5. Sistema de seguridad para vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sensor (14) se dispone por debajo de una funda (30) que limita hacia fuera la corona del volante de dirección (12).
6. Sistema de seguridad para vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sensor (14) se dispone por encima de una funda (28) que rodea el esqueleto (26) de la corona del volante de dirección (12).
7. Sistema de seguridad para vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sensor (14) incluye una alfombrilla de vellón (32).
8. Sistema de seguridad para vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sensor (14) está formado por al menos una sección de un dispositivo calefactor del volante de dirección.
9. Sistema de seguridad para vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por estar diseñado de tal modo que registra el número y/o la posición de las manos (24) sobre el volante de dirección (10).
10. Sistema de seguridad para vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están previstos un sistema de airbag (11) y una unidad de control (18), donde el sistema de airbag (11) es dirigido a través de la unidad de control (18) en función de los datos registrados por el sensor (14).
11. Sistema de seguridad para vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está prevista una unidad de control (18) que determina, con ayuda de los datos registrados por el sensor (14), la posición de la cabeza (22) y/o del tronco (23) de un pasajero de un vehículo (20).
12. Sistema de seguridad para vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está prevista una unidad de control (18) que determina, con ayuda de los datos registrados por el sensor (14), el número y/o la posición de las manos (24) sobre el volante de dirección (10).
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